La síntesis de melanina comienza en el hígado, donde la fenilalanina se convierte en tirosina por la acción de la fenilalanina hidroxilasa. A continuación, la tirosina se convierte en DOPA por la acción de las enzimas tirosinasas dentro del melanosoma del melanocito. A continuación, dos o más pasos enzimáticos convierten la DOPA en los pigmentos oscuros que son las melaninas mixtas.
La síntesis de melanina puede impedirse si falta una de las enzimas relevantes: la falta de tirosinasas produce albinismo.
El control de la síntesis de melanina depende de factores internos, como la hormona estimulante de los melanocitos, y externos, como la exposición a la radiación ultravioleta.
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